[實(shí)用新型]一種滑軌式IGBT水冷功率模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320406406.0
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN203339972U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫祖勇;邵宜祥;趙紫龍
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南瑞吉電新能源（南京）有限公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種IGBT功率模塊，尤其涉及一種滑軌式IGBT水冷功率模塊。?

背景技術(shù)

隨著并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，風(fēng)電相關(guān)設(shè)備日趨成熟，對于各組件的要求也越來越高。風(fēng)電變流器是風(fēng)電系統(tǒng)中重要的能量轉(zhuǎn)換和控制設(shè)備，其中的功率單元是設(shè)備的核心部件，隨著變流器容量增大，功率單元需要模塊化設(shè)計(jì)。功率模塊在風(fēng)電變流器中屬于熱損耗最大的組件，特別是功率等級越高，散熱損耗越大，在小功率應(yīng)用中，風(fēng)冷散熱器可以滿足功率模塊的散熱要求，隨著功率增加，散熱器的體積、重量也越來越大，給功率模塊整體的結(jié)構(gòu)安裝和維護(hù)帶來不便。此外，功率模塊中集合了直流電容、IGBT、散熱器、母線銅排等眾多器件，對結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度、安裝維護(hù)的便利性設(shè)計(jì)都提出很高的設(shè)計(jì)要求，目前的功率模塊普遍存在體積、重量和安裝上的瓶頸。?

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是解決目前功率模塊體積大、重量大、安裝固定復(fù)雜的問題，提供一種高功率密度、低雜散電感、可快速安裝、維護(hù)的IGBT水冷功率模塊。?

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：?

一種滑軌式IGBT水冷功率模塊，其特征在于：包括框架單元，單相橋臂功率單元；所述框架單元包括基本框架，用于將各單相橋臂功率單元的直流側(cè)并聯(lián)的直流母線銅排，至少一個(gè)定位滑軌，所述直流母線銅排和定位滑軌均設(shè)置在基本框架上；所述單相橋臂功率單元包括用于固定各零散器件的固定基板，水冷散熱器，IGBT，直流支撐電容，直流層疊母排，所述的直流支撐電容一端與固定基板相連另一端與直流層疊母排相連，水冷散熱器安裝在固定基板上，所述的IGBT安裝在水冷散熱器上；單相橋臂功率單元的固定基板可沿著框架單元的定位滑軌滑動(dòng)。

采用水冷散熱方式，模塊集成化設(shè)計(jì)，將IGBT和電容等組件有序安裝為一個(gè)獨(dú)立的單相橋臂功率單元，使功率模塊體積較小，實(shí)現(xiàn)高功率密度，保證了其重量較小，操作方便；框架單元的整體設(shè)計(jì)又能夠保證各相之間的緊密聯(lián)系，保證設(shè)備性能；滑軌式設(shè)計(jì)，簡化了各模塊拆裝時(shí)的復(fù)雜度，設(shè)備裝配和維護(hù)的便利性大大提高。?

進(jìn)一步的，所述定位滑軌上下對稱均勻分布在基本框架的底部和頂部，固定基板的上下側(cè)邊可沿著上下對稱設(shè)置的定位滑軌滑動(dòng)。上下對稱設(shè)置的滑軌更方便單相橋臂功率單元的滑動(dòng)且固定效果更好。優(yōu)選定位滑軌中間設(shè)有一個(gè)供固定基板滑動(dòng)的C型槽。?

進(jìn)一步的，基本框架的前后側(cè)面還設(shè)置有阻止單相橋臂功率單元滑出的前擋板和后擋條。?

進(jìn)一步的，所述框架單元還包括設(shè)置在基本框架邊沿的接地銅排，接地銅排上設(shè)有各單相橋臂功率單元的接地孔位，用于各單相橋臂功率單元接地使用。?

進(jìn)一步的，所述框架單元還包括絕緣子，絕緣子一端與頂部的定位滑軌相連，另一端與直流母線銅排相連，主要用于固定直流母線銅排。?

進(jìn)一步的，所述單相橋臂功率單元還包括吸收電容，所述吸收電容位于直流層疊母排和IGBT的端接處且與IGBT的正、負(fù)端子相連。消除由于直流層疊母排的雜散電感引起的尖峰電壓，避免絕緣柵雙極型晶體管的損壞。?

進(jìn)一步的，所述單相橋臂功率單元還包括與IGBT的交流端相連的交流T型銅排，所述的交流T型銅排可簡化交流出線連接方式，并保持電流的均勻。?

進(jìn)一步的，直流母線銅排包括正、負(fù)直流母線銅排，所述的直流層疊母排包括直流正、負(fù)兩層，直流層疊母排的一端與直流支撐電容的直流端子相連，另一端與IGBT的直流端子連接，直流層疊母排的出線端子與基本框架上的正、負(fù)直流母線銅排相對應(yīng)。?

本實(shí)用新型的有益效果是：模塊集成化設(shè)計(jì)，將IGBT和電容等組件有序安裝為一個(gè)獨(dú)立的單相橋臂功率單元，使功率模塊體積較小，實(shí)現(xiàn)高功率密度，保證了其重量較小，操作方便；框架單元的整體設(shè)計(jì)又能夠保證各相之間的緊密聯(lián)系，保證設(shè)備性能；滑軌式設(shè)計(jì)，簡化了各模塊拆裝時(shí)的復(fù)雜度，設(shè)備裝配和維護(hù)的便利性大大提高。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種滑軌式IGBT水冷功率模塊的框架單元結(jié)構(gòu)圖；?

圖2是本實(shí)用新型一種滑軌式IGBT水冷功率模塊的定位滑軌的放大圖；

圖3是本實(shí)用新型一種滑軌式IGBT水冷功率模塊的單相橋臂功率單元結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實(shí)用新型一種滑軌式IGBT水冷功率模塊的組裝結(jié)構(gòu)圖；

附圖的標(biāo)記含義如下：